Maria Skłodowska urodziła się jako piąte dziecko w znanej rodzinie nauczycielskiej, wywodzącej się z drobnej szlachty. Jej rodzina miała prawo do posługiwania się herbem Dołęga. Jej dziadek Józef Skłodowski był szanowanym lubelskim pedagogiem. Ojciec Władysław Skłodowski był nauczycielem matematyki i fizyki oraz dyrektorem kolejno dwóch warszawskich gimnazjów męskich, prowadził również w domu stancję dla chłopców. Matka zaś, Bronisława Boguska, była dyrektorką prestiżowej warszawskiej pensji dla dziewcząt z dobrych domów. Chorowała na gruźlicę i zmarła, gdy Maria Skłodowska-Curie miała 11 lat. Ojciec był ateistą, matka zaś głęboko wierzącą katoliczką.
Gdy miała 10 lat, Maria Skłodowska rozpoczęła naukę na pensji dla dziewcząt, którą wcześniej prowadziła jej matka, gdy była jeszcze zdrowa; następnie kształciła się w gimnazjum dla dziewcząt, które ukończyła 12 czerwca 1882 r. otrzymując złoty medal. Kolejny rok spędziła dość beztrosko na wsi u ziemiańskiej rodziny jej ojca, a następnie przy boku ojca w Warszawie, gdzie trudniła się okazjonalnym udzielaniem korepetycji.
Krakowskie Przedmieście 66, Warszawa. Tu mieściło się Muzeum Przemysłu i Rolnictwa, w którym Skłodowska prowadziła pierwsze swe prace naukowe.
W tym czasie zawarła ze swoją starszą siostrą Bronisławą umowę, że będzie ją wspierać finansowo w trakcie jej studiów medycznych w Paryżu, w zamian za podobne wsparcie za 2 lata. W związku z tym została guwernantką najpierw w prawniczej rodzinie z Krakowa, a następnie u ziemiańskiej rodziny Żórawskich, krewnych jej ojca, z którą to rodziną związała się na 2 lata. W trakcie pracy u rodziny Żórawskich zakochała się z wzajemnością w Kazimierzu Żórawskim, przyszłym wybitnym matematyku, jednak jego rodzice stanowczo odrzucili pomysł ślubu ich syna z ubogą krewną, a sam Kazimierz nie potrafił się im przeciwstawić, co skończyło się dla Marii Skłodowskiej utratą pracy. Maria Skłodowska znalazła pracę u rodziny Fuchsów w Sopocie, gdzie spędziła kolejny rok, stale wspierając finansowo siostrę Bronisławę.
Na początku 1890 roku, zgodnie z wcześniejszą umową, Bronisława, która kilka miesięcy wcześniej poślubiła Kazimierza Dłuskiego, zaprosiła ją do swojego paryskiego mieszkania, oferując wikt i opierunek. Marii Skłodowskiej nie było jednak stać na czesne, poza tym liczyła wciąż na ślub z Kazimierzem Żórawskim, z którym widywała się w Warszawie. Z obu względów wróciła do ojca, u którego przebywała do jesieni 1891 roku, dorabiając sobie korepetycjami. Wreszcie, po ustawicznych naleganiach siostry i otrzymaniu listu od Kazimierza, w którym stanowczo z nią zerwał, zdecydowała się w październiku tego roku na wyjazd do Francji.